城市重金屬污染土壤生態修復及景觀營建技術研究

侯淑貞，王 欣，柳 丹

(浙江農林大學，浙江 杭州 310000)

1 引言

城市土壤是城市生態系統的重要組成部分，它既有自然土壤的某些特征，又具有特殊的成土環境和成土過程，表現出獨特的養分循環和生物學特征。隨著工業生產與城市運行過程中產生的各類重金屬污染物，在城市周邊區域環境中遷移、擴散，影響大氣、土壤與水體安全，影響植物生長，威脅人體健康。城市土壤中的重金屬污染主要來源于工礦業活動、交通運輸、燃煤、生活垃圾堆棄以及肥藥等人為活動。大氣沉降等也可能造成土壤污染事件的發生。

城市土壤中的重金屬污染已經嚴重威脅人類的健康，同時脅迫園林植物的生長。但我國關于針對城市重金屬污染土壤修復的研究相對較少，而且修復的過程中對景觀營建考慮較少，導致其在城市空間中呈現出一派雜亂的景象。因此，本文主要對城市重金屬污染土壤的生態修復和景觀營造問題進行分析，為城市重金屬污染土壤的修復研究提供參考。

2 城市重金屬污染土壤的生態修復技術

2.1 土壤基質修復及工程技術

土壤基質修復常用的工程技術有三種：物理改良、化學改良、生物改良。物理改良主要包括客土換土技術、隔離法技術、玻璃化技術等。化學改良方法主要包括固定修復法、淋洗修復技術、電動力修復法等。生物改良方法包括植物修復法、微生物修復法和動物修復法等。

從表1可以看出，不同的修復方法有不同的優勢，但也避免不了一些缺點。因此對重金屬污染土壤的治理，應根據污染場地具體情況的不同，選擇不同的修復方法組合。

2.2 植被的生態重建

重金屬污染土壤進行植被恢復，首先要對土壤的污染類型進行分析，再分析土壤的理化性質，進而選擇植物種類。植物物種的選擇是植被恢復過程中很關鍵的一環，主要包括篩選抗逆性強的園林植物[1]和超積累植物、選擇污染區的先鋒植物[2]、選擇固氮植物、構建草-灌-喬復合層次，同時營造具有較高觀賞價值的景觀。

表1 城市中重金屬污染土壤不同修復技術的優缺點

種植植物后，也要做好植物的水分管理、追肥等養護管理工作。隨著時間的推移，植物群落日益穩定后，可以逐漸減少人工干預和管理強度。

3 植物景觀再生設計

植物是景觀設計中主要的造景元素之一，也是最基本的設計元素，在植物配置過程中要將環境效益和生態效益相結合。設計仿自然的植物群落，可以強化改善被污染的土壤，修復被破壞的環境。在植物景觀的再生設計過程中，要注意以下幾點。

(1)利用場地的再生植被造景。城市重金屬污染土壤植物景觀的設計是利用抗性植被，通過植物景觀設計將其組織到污染場地上，營造豐富的植物景觀效果、重新建立新的生態平衡。可以通過人為因素來促進土壤中植物的生長，例如使用化學試劑降低土壤中重金屬的可利用性，改善植物的生存環境。

(2)植物景觀的柔化設計。城市重金屬污染土壤所處的環境中，存在許多道路、小區建筑物和廠房等硬質鋪裝和構筑物。植物景觀改造設計中應該把硬質景觀與軟質景觀結合，通過植物造景來軟化硬質線條，過渡和劃分空間。另外，與建、構筑物相搭配的柔化設計，并賦予場地一定的文化內涵。

(3)場地特色景觀營造。植物景觀設計過程中，結合場地周邊的建筑、構筑物，配置不同功能和不同類型的植被，形成該場地特有的群落類型，呈現出獨特的觀賞景觀。城市重金屬污染土壤修復不僅是對污染治理和景觀感官層面的塑造，還有一個很重要的層面是讓人們產生感觸和共鳴，能夠獲得更廣義的生態價值、社會價值和文化價值。

4 城市鎘污染土壤的生態修復及景觀營建

4.1 輕度Cd污染土壤的生態修復及植物景觀營建

對于城市中Cd污染相對較輕的土壤，修復方法多采用植物修復技術。修復理念是利用螯合劑活化土壤中的重金屬，促進超積累植物提取重金屬，最終達到消除污染物的目的。

超積累植物多源于野外，觀賞性較差。在城市這個背景下，荒野式的景觀并不適用，超積累植物無法單獨用于營造具有觀賞性的園林景觀。因此，需要結合園林植物來營建景觀，提高觀賞性。部分園林喬木、灌木和草本植物對土壤中的Cd污染表現出了較強的耐性和積累性，這就為園林植物應用于重金屬污染土壤的生態修復提供了依據。

在輕度污染土壤中，利用螯合劑和超積累植物凈化土壤，恢復或部分恢復土壤的服務功能，同時將喬灌草相互組合，形成豐富的植物群落，并營造出良好的植物景觀。

4.2 中度Cd污染土壤的生態修復及植物景觀營建

城市中度Cd污染土壤的修復方法常采用鈍化修復和植物修復技術，修復材料是鈍化劑和抗性強的園林植物。修復理念是利用鈍化劑降低土壤中重金屬的生物有效性，降低重金屬對植物的脅迫作用。

重金屬濃度處于中度時運用鈍化劑降低重金屬離子的生物有效性，生物質炭可以顯著降低土壤中Cd的生物可利用性和生物毒性，促進植物生長。選擇植物方面，要選擇抗性強、耐脅迫的園林植物如柳樹、香樟等，使重金屬污染土壤在修復的同時，又能夠營造植物景觀。

利用鈍化劑恢復或部分恢復土壤的服務功能，同時利用園林植物營造景觀，將喬-灌-草不同結構層次的植物相互組合，形成豐富的植物群落。

4.3 重度Cd污染土壤的生態修復技術及植物景觀營建

對重度Cd污染土壤的治理，目前常用的有淋濾法、客土法、隔離法等物理方法以及淋洗法等化學方法。其中，最快速、最直接的方法是客土法，即在廢棄地上覆蓋一定厚度的有生產能力的土壤，然后可以在區域中進行園林景觀的營造。

客土法更換下來的原土在堆放的過程中，容易造成二次污染，可以運用水泥等凝膠材料，將Cd污染土壤制備成免燒磚。水泥的水化產物對重金屬離子具有吸附作用，把污染土制備成免燒磚是具有可行性的，既避免了污染土壤的二次污染，又能把廢棄物資源化利用。夏陽等[3]人對江河淤泥研究的過程中，把含有重金屬的淤泥制備成免燒磚，可以將重金屬離子吸附在免燒磚內。

國內已經有了大量將廢棄物制成免燒磚并應用于工程建設的案例。如宋珍霞[4]把飛灰制成的水泥磚用于修建危險廢物填埋場的護坡堤。鄧壽昌[5]把黏土制備的免燒磚用于建筑物建造，實現固體廢棄物的綠色處置及循環利用。同樣，也可以將Cd污染土制備成的免燒磚用于園林的建設，如停車場地鋪磚等。

5 結語

基于恢復城市重金屬污染土壤使用功能的目的，開展污染土壤生態修復的研究，綜合工程技術、風景園林等理論和方法，集中對城市重金屬污染土壤生態修復的方法展開研究，能夠為城市中土壤污染廢棄地的治理和修復提出合理化建議，為城市景觀的再生提供新的思路和方法，進而實現城市綠化，并有利于氣候調節、水土保持、污染治理、環境美化，促進社會經濟發展。本研究能夠為土壤修復提供創新性的技術支撐和決策依據，能夠帶來更多的生態效益、社會效益和經濟效益。